基于摩擦滑动的低应力区岩石变形记忆性机理
2012-08-01王海军任旭华陶冉冉张继勋
中南大学学报(自然科学版) 2012年11期
王海军 ,任旭华,陶冉冉,张继勋
(1.河海大学 水利水电学院,江苏 南京,210098;
2.西澳大学 土木与资源工程学院,珀斯 6009,澳大利亚)
岩石记忆性是指岩石储存外界对其影响信息并能在一定条件下通过某种物理量显示这些信息的特性。岩石记忆性有多种,如变形记忆性[1]、声发射记忆性(又称Kaiser效应)、离子发射记忆性和导电率记忆性等[2]。变形记忆性是指可通过岩石变形数据获取其记忆信息的特性,与Kaiser效应通过声发射获取记忆信息具有相似性。以单轴循环压缩试验为例,当后续加载应力超过先期加载应力最大值时,表现为应变曲线发生变化,由变化点得到先期加载最大应力信息,此为变形记忆性;若初始加载位于裂纹初始应力以上的应力区,应力达到先期加载最大应力时,声发射现象明显增加,此为Kaiser效应。地应力大小及方向的准确测量对于地震预报及各种地下工程的开挖设计具有重要意义[3],初始地应力信息同样储存在岩芯中。变形率变化法(Deformation rate analysis,DRA)和声发射法(Acoustic emission,AE)是分别基于岩石变形记忆性和Kaiser效应获取地应力信息的方法。与ISRM推荐且应用最为广泛的水力致裂法和套芯应力解除法不同,DRA法及AE法通过在室内试验室对岩芯试样进行循环单轴压缩试验实现地应力测量。岩石试样可来自前期探洞开挖积累下的岩块或者岩芯。具有简易、经济、高效率的优势;且可进行大量的实验,用于统计分析以提高结果的精确度;同时,不受岩石参数各向异性的影响。……
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